多国科学家合力阐述物理学未知领域

让中微子不再“藐视”标准模型

多国科学家合力阐述物理学未知领域

  即使探测少量的中微子,物理学家也需要诸如日本超级神冈般的巨型探测器。图片来源:KAMIOKA OBSERVATORY

  有一种粒子公然藐视物理学家标准模型的规则,它就是中微子。根据理论,中微子不具有质量。但是,事实情况是,中微子有质量,从理论的角度来说,它们表现得“天马行空、不受拘束”。

  美国黑堡镇弗吉尼亚理工学院理论家Patrick Huber说:“在中微子物理学领域,允许和标准模型存在10%、20%或50%的偏差。”对那些寻求新物理的人而言,“中微子是一个值得钻研的领域”。

  中微子源于一种形式的核衰变,与其他物质的相互作用力很弱。中微子的表现形式很多样,1998年,物理学家利用日本一个矿内的超级神冈探测器,发现中微子具有质量——尽管不足电子的十亿分之一。

  但根据爱因斯坦的相对论,中微子是无质量的,它们不得不以光速飞行。在这种情况下,时间对于中微子而言几近停止,变化也可以忽略不计。

  对于中微子各种“不合常理”的表现,美国伊利诺伊州埃文斯顿市西北大学理论家Andr de Gouva说:“你绝对可以说中微子在物理学领域是一颗脱颖而出的新星。”中微子有三种类型——电子、μ介子和τ子,在振动中它们可以从一种类型转变成另一种类型,这一现象可以被6种参数描述:质量上的3种不同(这决定着振荡的速度)和3种不同的混合角(这决定从一种形态转为另一种的差异)。在过去的18个月中,这一模型聚焦的范围已经进一步缩小。

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